Trochu historie

Tento design se objevil poté, co jsem sestavil slavný zesilovač OM 2.5. Přirozeně vyvstala otázka výběru ovládání hlasitosti, ochrany a dalších servisních funkcí. Samozřejmě jsem chtěl mít i digitální vstup a dálkové ovládání, ale tohle už mi přišlo jako naprosto nedostupný prostor. Nikdy předtím jsem neprováděl žádné programování ovladačů ani návrh elektronických obvodů. Jak se však říká, cestu zvládnou i pěší a na prkénku se usadil ovladač Atmega16 s čipem pro ovládání hlasitosti PGA2311. Výsledkem bylo, že jsem byl tak fascinován procesem, že bylo velmi obtížné projekt dokončit. Zatímco byla volná paměť a řadiče, objevily se nápady na rozšíření funkcí a přidání nových modulů. Desky pro všechny moduly byly původně rozmístěny v DipTrace a vyrobeny ručně pomocí fotorezistu. Pak jsem zkusil některé desky objednat z výroby. Proto je na fotce mišmaš modrých domácích a zelených továrních desek plošných spojů. V tomto článku jsem se tedy pokusil popsat, k čemu jsem nakonec dospěl.

Systémové funkce.

• Měkký start, zpoždění nastavitelné od 0 do 30 sekund.
• Zpoždění zapnutí reproduktoru, nastavitelné od 0 do 30 sekund.
• Standardní dálkové ovládání NEC s konfigurací dálkového ovládání ze systému nabídek
• Přepínání reproduktorů pomocí ochranných desek: zóny A/B (tlačítko, dálkové ovládání), vlevo/vpravo (dálkové ovládání) nebo jednoduše zapnout/vypnout.
• Ovládání voliče vstupů pro 4 vstupy (tlačítka, dálkové ovládání)
• Ovládání hlasitosti a vyvážení pomocí čipu PGA23XX nebo relé Nikitin RG (kodér, dálkové ovládání)
• Matyushkin tone block control s reléovým nastavením basů a výšek (kodér, dálkové ovládání)
• Ovládání - přenos povelů stop/start/rewind/track (dálkové ovládání)
• Tepelná regulace na digitálním čidle LM75, jeden nebo dva kanály, vypnutí při přehřátí, zapnutí ventilátorů
• Tlačítka napájení, přepínání reproduktorů, čtyři tlačítka pro výběr vstupu a Mute
• Nastavení jasu podsvícení obrazovky (dálkové ovládání)
• Spořiče obrazovky: zatemnění obrazovky, indikátor úrovně a spektrální analyzátor

Složení a konfigurace systému.

Systém se skládá z ovladače s displejem 4x20 znaků namontovaným na předním panelu a několika prováděcích modulů. Displej je instalován paralelně s řídicí deskou na čtyřech stojanech a je k ní připojen pomocí konektorů PLS-PBS, výsledkem je poměrně kompaktní „sendvič“ vysoký 12 mm. Všechna připojení jsou provedena po obvodu řídicí desky pomocí rohových konektorů XH.

Moduly provádějí potřebná nastavení/přepínání a jsou instalovány v krytu zesilovače s ohledem na minimalizaci délky signálových obvodů:

• Ovládání hlasitosti na bázi PGA23XX s voličem vstupů pro 4 vstupy a konektorem pro připojení PCM2705 USB DAC
• Ovládání hlasitosti Nikitin
• Volič vstupů pro 4 vstupy (pro použití s ​​Nikitin RG)
• Matyushkin tone control s reléovým nastavením basů a výšek
• AC ochrana před stejnosměrným napětím s přepínáním dvou zón A/B
• Tepelná čidla
• Pohotovostní napájecí zdroj se vstupním filtrem a ovládáním pozvolného rozběhu

Konfigurace použitých modulů je určena dip přepínačem na řídicí desce. Načte se při napájení regulátoru a určí algoritmus pro další provoz systému:

Ovladače hlasitosti, tónové ovládání a volič vstupů jsou zapojeny do sběrnice SPI regulátoru sériově, k tomuto účelu mají modulové desky konektory Control IN a Control Out. Při použití Nikitin RG lze připojit dva takové moduly pro nastavení vyvážení. To umožňuje flexibilně konfigurovat řídicí systém pro konkrétní zařízení. Rozsah a krok ovládání hlasitosti pro PGA23xx a RG Nikitin se mohou výrazně lišit, proto se nastavují v menu nastavení systému. Důležité - firmware nekontroluje přiměřenost zadaných hodnot, takže u Nikitin RG byste neměli nastavovat maximální hlasitost +32db. Všechny možné možnosti připojení modulů ke sběrnici SPI:

• ovladač ->
• ovladač -> TB Matyushkin -> RG na PGA23XX s voličem vstupů a DAC
• ovladač -> RG Nikitin -> volič vstupů
• ovladač -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> volič vstupů
• ovladač -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> volič vstupů
• ovladač -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> volič vstupů

Tepelná čidla jsou k regulátoru připojena přes sběrnici I2C. Jejich přítomnost a množství se nastavuje také dip přepínačem. Existují tři možnosti: termoregulace je zakázána, je použit jeden senzor nebo jsou použity dva senzory pro každý kanál zesilovače. Pokud je povolena regulace teploty, můžete nastavit maximální teplotu, při které se zařízení vypne. Nastavují se také teploty pro zapnutí a vypnutí ventilátoru. Při použití dvou tepelných senzorů je možné organizovat nezávislé proudění vzduchu pro každý kanál.

Indikace.

Všechny informace se zobrazují na 4x20 znakovém displeji na známém ovladači HD44780. První řádek zobrazuje stav AC vypínače. Stejný řádek zobrazuje teplotu radiátorů získanou z tepelných senzorů, když překročí teplotu při zapnutí ventilátoru. Druhý řádek zobrazuje útlum RG v decibelech. Třetí řádek je stav rovnováhy. Při nastavování basů nebo výšek se v tomto řádku místo vyvážení zobrazuje také jejich stav. Poslední řádek zobrazuje názvy vstupů a aktuální vstup.

Dalším indikačním orgánem je LED. Rozsvítí se, když je systém připojen k síti a je v pohotovostním režimu. Po zapnutí zhasne a bliká, což znamená, že jsou přijímány příkazy z dálkového ovladače.

Pokud po určitou dobu nepoužijete žádné ovládací prvky, obrazovka se může přepnout do režimu spořiče obrazovky. Nejjednodušší je snížit jas podsvícení obrazovky. Pokud připojíte vstupní nebo výstupní audio signál k odpovídajícím vstupům ovladače, můžete použít spořiče obrazovky „Level Indicator“ nebo „Spectrum Analyzer“ založené na Fourierově transformaci.

Řízení.

K ovládání se používají tlačítka, která uzavřou příslušné vstupy regulátoru k zemi, kodér s tlačítkem a dálkový ovladač s protokolem NEC. Kodér ovládá ovládání hlasitosti. Když stisknete jeho tlačítko, kodér se postupně přepne na nastavení vyvážení/basových/výšek. Současně na obrazovce blikají symboly odpovídající aktuálnímu režimu. Na tlačítkách a kodéru je implementována pouze minimální sada příkazů, plná funkčnost 26 příkazů je dostupná pouze z dálkového ovladače. Některé funkce, jako je změna hlasitosti, podporují příjem příkazů automatického opakování z dálkového ovladače (když tlačítko dálkového ovladače podržíte stisknuté). U funkcí jako On/Off je automatické opakování záměrně zakázáno – pro opakování příkazu musíte znovu stisknout tlačítko dálkového ovládání.

Minimální potřebnou sadou pro spuštění a konfiguraci systému je tlačítko napájení, kodér a dálkové ovládání. Když je ovladač napájen, bude v pohotovostním režimu. Dlouhým stisknutím tlačítka napájení (po dobu 2 sekund) se ovladač přepne do režimu nastavení. V tomto případě se zapne pouze obrazovka, relé měkkého startu zůstanou vypnutá. Procházejte nabídku nastavení a změňte hodnoty parametrů otáčením kodéru. Chcete-li vybrat položky nabídky, zadat úpravy a potvrdit výběr, musíte stisknout tlačítko kodéru.

Pokud znáte kódy příkazů dálkového ovladače, můžete je jednoduše zadat do příslušné podnabídky nastavení. Ale je snazší je přečíst ze stávajícího dálkového ovládání. Chcete-li to provést, musíte zadat editační kód požadovaného příkazu a stisknout příslušné tlačítko na dálkovém ovladači. Pokud byl kontrolér schopen přijmout příkaz, zabliká pohotovostní LED a do editačního pole zadá kód. Pro potvrzení kódu stačí stisknout kodér. Všechny konfigurovatelné parametry a příkazy jsou uvedeny v tabulce níže:

Obvod regulátoru

Napájení je zajištěno přes ochrannou diodu D1 a 5V stabilizátor U1. Tlačítka Q1 a Q2 ovládají relé měkkého startu. R9 upravuje kontrast displeje, pro modře podsvícenou obrazovku na třetí noze konektoru X9 je potřeba nastavit napětí na cca 0,85-0,9V. Q3 je PWM klávesa pro úpravu jasu podsvícení displeje.

Všechna tlačítka a konfigurační dip přepínač S1 jsou připojeny k regulátoru přes sběrnici I2C pomocí expandérů portů PCF8574 (U3, U4). Stisknutí libovolného tlačítka způsobí přerušení na PB2 větvi Atmega a v důsledku toho se u U3 vyžádá kód stisknutého tlačítka. Kodér (x6) a IR přijímač (PH1) jsou také připojeny k nohám ovladače, které podporují externí přerušení - PD2 a PD3.

Operační zesilovač U5 se používá k přivedení analogového signálu pravého a levého kanálu na vstupy ADC. Na základě dat přijatých z ADC jsou implementovány funkce hladinoměru a spektrálního analyzátoru. Vstupy ADC pracují se signálem v rozsahu 0-5V, takže audio signál je potřeba zesílit/zeslabit na amplitudu 2,5V a přidat stejnosměrnou složku 2,5V. Zisk je určen R15/R19 a R16/R20. R17 a R18 poskytují požadované předpětí 2,5V. U5 musí být na vstupu a výstupu Rail to Rail a musí pracovat s napájením 5V. Při nastavování rezistorů R13, R14 je nutné dosáhnout maximální možné amplitudy analogového signálu na PA6, PA7 (U2) bez známek klipu.

Firmware, pojistky, modelování

Pro firmware se používá konektor X2. Při flashování ovladače nezapomeňte odpojit všechny moduly od konektoru X3. Po flashování programu je třeba nahrát datový soubor Eeprom. Při instalaci pojistek je potřeba deaktivovat JTAG debugger (JTAGEN) a nastavit frekvenci na 8 MHz (CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3), vše ostatní je defaultní.

K článku je připojen model ovladače v Proteus 8. S jeho pomocí se můžete seznámit s ovladačem, testovacími funkcemi, indikací, řídicími signály, a to bez montáže zařízení. Nepodařilo se mi najít model digitálního teploměru LM75, takže je použit jiný podobný senzor a firmware s ohledem na tuto náhradu. Pro emulaci dálkového ovladače NEC byl vytvořen jednoduchý model a firmware, model emulátoru kodéru jsem našel v otevřeném projektu. Firmware pro tyto modely je součástí souboru Proteus.

Tepelné čidlo

Tepelná čidla jsou přitlačena k radiátorům stranou s mikroobvodem. Na druhé straně desky propojky nastavují adresy snímačů na sběrnici I 2 C. Adresa levého kanálu je 000, pravého 001. Pokud je použit jeden snímač, adresa levého kanálu je soubor. Důležitým omezením je, že výstupy pro spínání dmychadla OS jsou nízkoproudé a mohou propouštět proud až 100 µA. To je třeba vzít v úvahu při připojování klíčů, které ovládají ventilátory k ovladači.

Ovládání hlasitosti Nikitin

Je použit obvod, který je inverzní k původnímu - při vypnutí relé je zeslabení regulátoru maximální. Posuvný registr U1 přijímá data objemu z ovladače (X9). Jeho výstupy jsou zesíleny Darlingtonovými spínači s ochrannými diodami U2, protože Registr 74HC595 nemůže dodávat požadovaný proud všem relé. Navíc díky ULN2003A můžete použít relé, které nemusí být 5V. Vinutí relé lze napájet z řídicí desky, ale je lepší je napájet ze samostatného zdroje, k tomu je určen konektor X11. Pokud jsou použita relé s vinutím větším než 5V, je jedinou možností externí napájení. Volba zdroje napájení je určena propojkami J1 a J2.

Při instalaci všech relé je zajištěn útlum až -128 db a regulační krok 1 db. Pokud je útlum -64db dostatečný, relé K7 není třeba instalovat. V tomto případě je výstupní signál odstraněn z konektorů X6, X8. Ovládací krok můžete zvýšit na 2db, k tomu stačí neinstalovat relé K1 a přivést vstupní signál na konektory X2, X4.

Rezistory R15 a R16 jsou potřebné pro přizpůsobení výstupní impedance regulátoru vstupní impedanci zesilovače. R15 se nastaví, pokud je použit výstup -64db, R16 - pro výstup -128db. Hodnota odporu je určena na základě výstupního odporu RG 10 kOhm a hodnoty odporu vstupní zátěže. Pokud není použit volič vstupů, je nutné nainstalovat odpory R20, R21, R22 pro připojení digitálního a analogového uzemnění. Pokud je k dispozici volič vstupu, je lepší připojit zem na jeho desce.

Ovládací obvod pro volič vstupů je podobný Nikitinu RG, ale s určitými zjednodušeními. Protože je v každém okamžiku zapnuto pouze jedno relé, je proud v registru U1 dostatečný a bylo rozhodnuto opustit ULN2003. Proto lze ve voliči vstupů použít pouze 5V relé. Při použití konvenčních relé je propojka J1 připájena. Jumper J2 je určen pro budoucí experimenty s bistabilními relé.

Na volič vstupu lze nainstalovat Nikitin RG. V tomto případě jsou analogové vstupy/výstupy a řídicí sběrnice připojeny pomocí konektorů PLS-PBS. Pro tento účel má selektor dva výstupy na kanál, odpovídající vstupům Nikitin RG s krokem ovládání 1db a 2db. R1, R2, R3 propojují analogové a digitální uzemnění. Propojka na desce J3 umožňuje připojit uzemnění k tělu zařízení skrz pokovený montážní otvor na desce.

V původním obvodu TB Matyushkin jsou vysoké frekvence regulovány proměnným rezistorem. To mi nezapadalo do koncepce mého návrhu, proto byl rezistor nahrazen reléovým děličem. Bylo však nutné snížit počet relé, aby bylo možné upravit basy, výšky a umožnit přímé připojení do 7 nohou ULN2003. Půjčil jsem si spínací schéma pro tři relé místo čtyř. Pro minimalizaci desky byly použity 63V Epcos Mylar kondenzátory s roztečí pinů 5mm.

Řídicí obvod spínání relé je zcela podobný Nikitinově RG. Jediným doplňkem je výstup X4 Direct pro externí relé bypassu tónového bloku. Relé Direct sepne, když jsou všechny timbry nastaveny na 0. Ovladač zatím neposkytuje další příkaz pro zapnutí Direct, ale není těžké ho přidat.

Jedná se o první modul, od kterého začal vývoj regulátoru. Ovládání PGA2311 (U2) se skládá ze dvou osmibitových posuvných registrů zapojených do série. Každý registr ovládá hlasitost svého kanálu. Čip má datový výstup, ke kterému byl připojen další běžný registr U3. Ovládá čtyři vstupní relé. Zbývající čtyři nohy registru přenášejí povely do USB DAC přes 3V dělič - play/pause, stop, vzad doprava/doleva, prev/next. dráha. To umožňuje ovládat přehrávání seznamů skladeb na počítači z dálkového ovladače zesilovače, což je docela pohodlné. Analogové a digitální napájení jsou oddělené a jsou napájeny ze tří stabilizátorů - U4, U5, U6. Deska má diodové můstky a filtry, stačí připojit transformátor. Místo PGA2311 lze použít mikroobvod PGA2310, k tomu stačí vyměnit stabilizátory U4 a U5 za podobné s výstupním napětím 12V. Důležitou vlastností je, že digitální a analogové napájení musí být dodáváno synchronně. Konstrukce modulu zahrnuje instalaci na zadní stěnu zesilovače.

Místo prvního analogového vstupu můžete nainstalovat PCM2706 USB DAC. Všechny materiály o něm jsem zveřejnil na . V tomto případě je místo konektoru X1 RS-813 instalován konektor pro 3 vstupy RS-613. Na operačním zesilovači U1 je vyroben přídavný filtr pro DAC. Navíc zesiluje výstup DAC na standardních 1,2V.

Měření

Kvalita modulů po sestavení byla kontrolována pomocí měření programu. Jako zvuková karta byla použita EMU-0404. Díky tomu se mi podařilo odhalit a opravit některé chyby v rozložení desky. Nebudu článek zahlcovat obrázky s výsledky měření, ty jsou přiloženy k souborům projektu. Obecně lze říci, že šum a harmonické moduly jsou na hranici měřicích možností EMU-0404.

Seznam radioprvků

Nejčastěji se v kaskádách ovládání hlasitosti kvalitních zařízení pro reprodukci zvuku používají jako regulátory přímo proměnné rezistory, které umožňují postupnou nebo plynulou změnu zesílení signálu. Často se však u elektronkových LF zesilovačů používají stupňové ovladače hlasitosti, vyrobené pomocí pevných odporů a přepínačů.

Nejjednodušším a nejběžnějším obvodovým řešením pro elektronkové ULF ovládání hlasitosti při volbě plynulé regulace je zavedení potenciometru s proměnným koeficientem dělení napětí do vstupního obvodu, do mezistupňového obvodu nebo do obvodu záporné zpětné vazby zesilovače. Pohybem jezdce tohoto potenciometru se přímo nastavuje hlasitost. V tomto případě se doporučuje použít jako nastavovací potenciometr proměnlivé odpory s tzv. logaritmickou charakteristikou (charakteristika typu B), aby byla zajištěna rovnoměrná změna hlasitosti reprodukovaného signálu při různých úrovních vstupního signálu.

Na přání lze regulátor hlasitosti s plynulým nastavením nahradit regulátorem se stupňovým nastavením. K tomu stačí provést vhodnou výměnu regulačního prvku, to znamená místo potenciometru nainstalovat řetězec sériově zapojených konstantních odporů, jejichž počet a poměr jejich hodnot určují rozsah a zákon regulace.

Při výběru obvodu pro ovládání hlasitosti bychom neměli zapomínat, že lidské ucho má různou citlivost na signály různých frekvencí a hlasitosti. V praxi se tento jev projevuje tak, že při snížení hlasitosti reprodukovaného zvukového signálu nabude posluchač dojem změny zabarvení zvuku, která se projevuje zjevně výrazně větším poklesem relativní hlasitosti složek zvukového signálu. nižší a vyšší frekvence ve srovnání se středofrekvenčními signály. Proto se v kvalitních zařízeních pro reprodukci zvuku používají jemně kompenzované regulátory hlasitosti, u kterých se při snížení hlasitosti provede nutný nárůst složek nižších a vyšších frekvencí pro zajištění stejné hlasitosti vjemu. Se zvyšující se hlasitostí klesá požadovaný nárůst složek okrajové frekvence. Základem doladěných ovladačů hlasitosti jsou většinou potenciometry s jedním nebo dvěma odbočkami, na které se připojují příslušné RC obvody.

Ovládání hlasitosti se obvykle používá ke změně úrovně výstupního signálu ULF s minimálním vneseným zkreslením. V tomto případě se nejčastěji jako takový regulátor používá proměnný rezistor, zapojený buď na vstupu zesilovače, nebo mezi předběžný a koncový stupeň. Místo proměnného odporu, jak již bylo uvedeno, lze použít krokový regulátor vyrobený na základě spínače a kazety odporů s různými odpory. Zjednodušená schémata zapojení nejjednodušších ovladačů hlasitosti jsou na Obr. 1.

Obr. 1. Zjednodušená schémata zapojení ovladačů hlasitosti

Aby se zabránilo možnosti přetížení první elektronky zesilovače velkou amplitudou vstupního signálu, je schéma zapojení ovládání hlasitosti znázorněné na Obr. 1, a. V tomto případě je proměnný odpor použit přímo jako zátěž předchozího zařízení. Pokud je maximální amplituda vstupního signálu malá, lze do obvodu řídicí mřížky jednoho z následujících zesilovacích stupňů nainstalovat rezistor pro regulaci hlasitosti, jak je znázorněno na Obr. 1, b. Výhodou tohoto zapojení je, že snižuje vliv vnějšího rušení, protože do regulátoru je přiváděn užitečný signál, již zesílený na požadovanou úroveň.

Úroveň hlasitosti v trubkových ULF lze také upravit pomocí speciálních kaskád, které zajišťují změnu sklonu charakteristiky lampy. Princip činnosti takových ovladačů hlasitosti je založen na skutečnosti, že když je v zesilovacím stupni použita lampa s vysokým vnitřním odporem, bude zisk takového stupně úměrný sklonu jeho charakteristiky (S). Při použití výbojky s proměnnou sklonovou charakteristikou tedy pro změnu zesílení kaskády stačí posunout pracovní bod do oblasti s jinou hodnotou sklonu. Změnu polohy pracovního bodu a tím i zesílení lze provést různými způsoby, například změnou hodnoty předpětí nebo napětí na mřížce stínítka lampy. Zjednodušená schémata zapojení takových ovladačů hlasitosti jsou na Obr. 2.

Obr.2. Zjednodušená schémata zapojení regulátorů hlasitosti se změnou sklonu charakteristiky lampy

Je třeba poznamenat, že uvažované ovladače hlasitosti, které využívají principu změny sklonu charakteristiky lampy, lze použít pouze v prvních stupních ULF při relativně malých amplitudách vstupního signálu (ne více než 200 mV). Při vyšších úrovních vstupního signálu může dojít k výraznému nelineárnímu zkreslení v důsledku křivočarosti dynamické odezvy.

Pro nastavení hlasitosti v nízkofrekvenčních elektronkových zesilovačích se často používají regulátory, které poskytují kompenzaci nízkých frekvencí při nízké úrovni vstupního signálu. Schematický diagram jednoho z těchto regulátorů je na Obr. 3.

Obr.3. Schematické schéma regulátoru hlasitosti s nízkofrekvenční kompenzací při nízkých úrovních vstupního signálu

Na vstup kaskády je přiváděn vstupní signál s pevným zvýšením úrovně spodních frekvencí reprodukovaného rozsahu. Tato úroveň je určena hodnotami odporu rezistorů R1, R2 a R3, které tvoří vstupní dělič, a také hodnotou kapacity kondenzátoru C2. Z výstupu regulátoru je přes dělič tvořený prvky R7 a C2 přiváděn zpětnovazební signál do obvodu mřížky lampy. Čím vyšší je hlasitost, tím větší je zpětná vazba. Hodnota odporu rezistoru R7 určuje poměr útlumu nízkých frekvencí ve zpětnovazebním obvodu k nárůstu těchto frekvencí ve vstupním obvodu. V ideálním případě by volbou odporu rezistoru R7 mělo být zajištěno, že útlum nízkých frekvencí v obvodu zpětné vazby se rovná jejich nárůstu ve vstupním obvodu. V tomto případě bude tvar frekvenční odezvy signálu na výstupu stupně blízký lineární. Na Obr. Jmenovité hodnoty 3 prvků jsou navrženy pro použití jedné z triod žárovky 6N2P.

Při snížení hlasitosti signálu pomocí potenciometru R6 se hodnota zpětné vazby také sníží, ale pevný nárůst nízkých frekvencí zůstává stejný. V důsledku toho se zvyšuje úroveň nízkých frekvencí ve výstupním signálu. Při velmi nízkých hodnotách hlasitosti prakticky nedochází k žádné zpětné vazbě a kaskádová charakteristika je určena pouze parametry řetězce R1, R3 a C2. Zároveň je vzestup nižších frekvencí maximální.

Jednou z nevýhod tohoto zapojení je, že trioda je zapojena před regulátorem hlasitosti, takže při velmi silném vstupním signálu může dojít k jejímu přetížení. Signál ze vstupu je však přiváděn do řídicí mřížky lampy přes dělič, který i při frekvenci 50 Hz poskytuje více než 4násobný útlum. Díky tomu může tento obvod pracovat bez zkreslení při úrovni vstupního signálu až 4-5 V. Je třeba také poznamenat, že dotyčný obvod je citlivý na úroveň filtrace anodového napětí, takže použití filtru R8C5 v napájecím obvodu anody lampy je povinné.

Při navrhování elektronkového ULF si radioamatéři často dali za úkol zařadit kaskádu, pomocí které mohou na dálku nastavovat hlasitost. Použití vzdálených konzol s potenciometry umístěnými v konvenčních regulátorech lze jen stěží považovat za dobré řešení, protože nejčastěji jsou takové konzoly připojeny k zesilovači pomocí dlouhých kabelů, což vede k velmi výrazným zkreslením. Existuje však celá řada obvodových řešení, která poskytují ovládání hlasitosti na dálku, například změnou stejnosměrného řídicího napětí, prakticky bez zkreslení. Schematický diagram jedné z možností pro ovládání hlasitosti s dálkovým ovládáním je na Obr. 4.

Obr.4. Schematické schéma ovládání hlasitosti s dálkovým ovládáním

Charakteristickým rysem dotyčného regulátoru je zahrnutí, namísto katodového rezistoru triody zesilovacího stupně, další triody, která působí jako regulační prvek. Když se změní hodnota konstantního záporného napětí přiváděného do mřížky druhé triody, změní se hodnota jejího odporu. V důsledku toho se mění hloubka negativní zpětné vazby pro první triodu. Takže například, když se vnitřní odpor druhé triody zvyšuje, záporná vazba se zvyšuje a zisk první triody se snižuje. V tomto zapojení lze importovanou dvojitou triodu typu ECC82 nahradit např. domácí výbojkou 6N1P.

Ve vysoce kvalitním elektronkovém zařízení pro reprodukci zvuku se široce používají ovladače hlasitosti s kompenzací hlasitosti. Potřeba použití takových ovladačů hlasitosti se vysvětluje tím, že citlivost lidského ucha se mění v závislosti na frekvenci a hlasitosti vnímaného zvukového signálu. Například lepší citlivost odpovídá vnímání středofrekvenčních složek ve srovnání s vyššími a zejména nižšími frekvenčními složkami. Při snížení hlasitosti má tedy posluchač subjektivní pocit, že současně klesá úroveň složek vyšších a nižších frekvencí reprodukovaného rozsahu. Výsledkem výzkumu provedeného v této oblasti byly určité závislosti, které byly nazývány křivkami stejné hlasitosti.

Aby při různých úrovních hlasitosti byly všechny frekvenční složky reprodukovaného signálu vnímány stejně, používá kvalitní zařízení pro reprodukci zvuku regulátory hlasitosti, ve kterých se při snižování hlasitosti provádí nezbytný nárůst složek nižších a vyšších frekvencí. a s nárůstem objemu klesá vzestup složek hraničních frekvencí. Takové regulátory se nazývají hlasitě kompenzované nebo frekvenčně závislé. Vývojáři se přirozeně snaží zajistit, aby se charakteristiky tenkokompenzovaných ovladačů hlasitosti co nejvíce blížily křivkám stejné hlasitosti.

Nejjednodušší možností pro konstrukci frekvenčně závislého ovládání hlasitosti je kombinace samotného ovládání hlasitosti a ovládání tónu pomocí párovaných proměnných rezistorů. Schématická schémata takových ovladačů hlasitosti jsou na Obr. 5, a a 5, b. Často se u velkoobjemových ovladačů hlasitosti používají potenciometry s jedním nebo dvěma odbočkami, na které se připojují příslušné RC obvody. Schematický diagram jedné z variant takového ovládání hlasitosti je na Obr. 5, c.

Obr.5. Schématická schémata jednoduchých ovladačů hlasitosti reproduktorů

Regulátor hlasitosti s kompenzací proudu může mít také krokové nastavení. Mezi výhody takových regulátorů kromě absence potenciometru příslušné konstrukce patří možnost volby výrazně širšího rozsahu nastavení. Schematický diagram jedné z možností vstupního stupně elektronky ULF s takovým regulátorem je na Obr. 6.

Obr.6. Schematický diagram tenkokompenzovaného regulátoru hlasitosti s krokovým nastavením

Kompenzaci hlasitosti v ovladačích hlasitosti lze také implementovat pomocí speciálních filtrů. Schéma regulátoru s filtrem hlasitosti je na Obr. 7.

Obr.7. Schematické schéma regulátoru hlasitosti s filtrem hlasitosti

V uvažovaném zapojení je filtrem hlasitosti dvojitý T-můstek, jehož koeficient přenosu pro složky středních frekvencí reprodukovaného rozsahu je menší než koeficient přenosu pro složky nižších a vyšších frekvencí. V režimu maximální hlasitosti by měl být jezdec potenciometru R4 v obvodu v horní poloze, přičemž filtr je zkratovaný a neovlivňuje tvar frekvenční charakteristiky. Pro snížení hlasitosti je třeba posunout jezdec potenciometru R4 dolů, čímž se sníží bočníkový efekt horní části tohoto potenciometru na filtr. V důsledku toho začnou filtrem procházet složky určitých frekvencí v souladu s jeho frekvenční charakteristikou. Protože složky středních frekvencí jsou tímto filtrem utlumeny ve větší míře než složky krajních frekvencí, dochází ke změně frekvenční charakteristiky zesilovače podle závislosti blízké stejným objemovým křivkám. Potenciometr R4 musí mít logaritmickou charakteristiku (typ B).

V tomto článku se podíváme na obvod elektronického ovládání hlasitosti s dálkovým ovládáním a digitální indikací úrovně.

Obr. 1. Přední strana zařízení

Obr.2. Zadní strana zařízení

Hlasitost se zvyšuje tlačítkem nebo dálkově z dálkového ovladače (infračervené ovládání). Téměř jakýkoli domácí ovládací panel je vhodný.

Schéma zařízení je znázorněno na obrázku 3.

Obr.3. Schéma elektrického obvodu

Přepínání úrovně zvuku je založeno na dekadickém čítači CD4017 (DD1). Tento mikroobvod má 10 výstupů Q0-Q9. Po přivedení napájení do obvodu je na výstupu Q0 okamžitě přítomna logická jednička, rozsvítí se LED HL1 indikující nulovou hladinu zvuku. Na zbývající výstupy Q1-Q9 jsou připojeny rezistory R4-R12, které mají různé odpory.
Dovolte mi připomenout, že mikroobvod současně produkuje vysokoúrovňový signál pouze na jednom ze svých výstupů a sekvenční přepínání mezi nimi nastává, když je na vstup (pin 14) přiveden krátký impuls.
Na základě toho jsou odpory ve skupině rezistorů R4-R12 vybrány v sestupném pořadí (v obvodu shora dolů), takže při každém sepnutí mikroobvodu protéká stále více proudu do báze tranzistoru VT2, postupné otevírání tranzistoru.
Do kolektoru tohoto tranzistoru je přiváděn signál z externího ULF nebo zdroje zvuku.
Takže přepnutím čítacího čipu v podstatě změníme odpor kolektor-emitor a tím změníme hlasitost zvuku vstupujícího do reproduktoru.
Odpor rezistorů závisí na zesílení tranzistoru (h21e). Například při použití 2N3904 může být odpor rezistoru R4 asi 3 kOhm, aby se tranzistor trochu „otevřel“, zatímco zvuk bude na nejtišší úrovni. A odpor R12 by měl být nejmenší z celé skupiny (asi 50 Ohmů), aby byl zajištěn režim saturace a maximální propustnost kolektor-emitor, respektive maximální objem tohoto regulátoru.
Je pro mě obtížné uvést konkrétní hodnocení R4-R12, protože to stále velmi závisí na výkonu zvukového signálu dodávaného do tranzistoru a také na napájení. Nejlepší je použít víceotáčkové trimovací odpory a stupně nastavit „podle ucha“.

Ve spodní části schématu je indikační jednotka založená na dekodéru K176ID2 (DD2). Je určen pro ovládání sedmisegmentového ukazatele.
Na vstupy dekodéru je přiváděn binární kód, proto je na diodách VD1-VD15 postaven kodér, který převádí dekadický signál z CD4017 na binární kód srozumitelný pro K176ID2. Tento obvod diody se může zdát zvláštní a archaický, ale je docela funkční. Diody by měly být vybrány s nízkým úbytkem napětí, jako jsou Schottkyho diody. Ale v mém případě byly použity obyčejné silikony 1N4001, které jsou vidět na obrázku 2.
Signál z výstupu čítače tedy jde nejen do báze tranzistoru, ale také do diodového převodníku a mění se na binární kód. Dále DD2 přijme binární kód a sedmisegmentový indikátor zobrazí požadované číslo udávající úroveň zvuku.
Mikroobvod K176ID2 je vhodný v tom, že umožňuje použití indikátorů jak se společnou katodou, tak se společnou anodou. Ve schématu se používá druhý typ. Rezistor R17 omezuje proud segmentů.
Rezistory R13-R16 stahují vstupy dekodéru do mínusu pro stabilní provoz.

Nyní se podívejme na levou horní část diagramu. Dvoupolohový přepínač SA1 nastavuje režim ovládání hlasitosti. V horní (podle schématu) poloze klávesy SA1 se hlasitost mění ručně stisknutím tlačítka hodin SB1. Kondenzátor C3 eliminuje odskoky kontaktu. Rezistor R2 stáhne vstup CLK do záporné polohy, čímž zabrání falešným poplachům.
Po připojení napájení se rozsvítí LED HL1 a indikátor ukazuje nulu – toto je tichý režim (obrázek 4, nahoře).

Obr.4. Zobrazení úrovní na indikátoru

Stisknutím tlačítka hodin se hlasitost reproduktoru po malých skocích zvýší z úrovně 1 na úroveň 9, dalším stisknutím se opět aktivuje tichý režim.

Pokud nastavíte přepínač do dolní polohy (podle schématu), je vstup DD1 připojen k infračervenému obvodu dálkového ovládání založeného na přijímači TSOP. Když externí IR signál dorazí do přijímače TSOP, objeví se na jeho výstupu záporné napětí, které odblokuje tranzistor VT1. Tento tranzistor je jakákoli nízkovýkonová PNP struktura, například KT361 nebo 2N3906.
Doporučuji zvolit IR přijímač (IF1) s pracovní frekvencí 36 kHz, protože na této frekvenci pracuje většina dálkových ovladačů (pro TV, DVD atd.). Když stisknete jakékoli tlačítko na dálkovém ovladači, bude se ovládat hlasitost.

Obvod obsahuje blokovací tlačítko SB2. Při jeho stisku se resetovací kolík RST připojí k napájení mínus a čítač se přepne. Pomocí tohoto tlačítka můžete vynulovat počítadlo a úroveň hlasitosti a pokud jej necháte ve vypnuté poloze, nulovací kolík se nevytáhne do mínusu a počítadlo Ne bude přijímat signály z dálkového ovladače a Ne bude reagovat na stisknutí tlačítka SB1.

Obr.5. Spínače, dotykové tlačítko a přijímač TSOP s kabeláží jsou umístěny na samostatné desce

Zvukový signál do tranzistoru regulátoru přivádím ze zesilovače na čipu PAM8403. Kolektor VT2 je připojen ke kladnému výstupu jednoho z kanálů zesilovače (R) a jeho emitor je připojen ke kladné svorce reproduktoru (červený vodič na fotografii). Záporný pól sloupce (černý a červený) je připojen k zápornému pólu použitého kanálu. Zdrojem zvuku je v mém případě mini mp3 přehrávač.

Obr.6. Připojení zařízení

Proč se používají trimovací rezistory?
Upozorňuji na fotografii zadní strany zařízení (obr. 2). Tam vidíte, že jsou tam tři 100kOhm trimovací odpory R4, R5, R6. Implementoval jsem pouze tři úrovně hlasitosti, protože zbývající odpory (R7-R12) se na desku nevešly. Trimrové rezistory umožňují nastavit úrovně hlasitosti pro různé zdroje zvuku, protože liší se silou zvukového signálu.

Nevýhody zařízení.
1) Ovládání hlasitosti probíhá pouze v úrovni, tzn. jen hlasitěji. Nebudete ji moci snížit hned, budete muset dosáhnout úrovně 9 a poté se znovu vrátit na počáteční úroveň.
2) Kvalita zvuku se mírně zhoršuje. Největší zkreslení je přítomno na tichých úrovních.
3) Neovládá stereo signál. Zavedení druhého tranzistoru pro jeden další kanál problém neřeší, protože Emitory obou tranzistorů jsou kombinovány při záporném napájení, což má za následek „mono“ zvuk.

Zlepšení schématu.
Místo tranzistoru můžete použít odporový optočlen. Fragment obvodu je znázorněn na obrázku 7.

Obr.7. Fragment stejného obvodu s optočlenem

Odporový optočlen se skládá z emitoru světla a přijímače světla spojených optickou komunikací. Jsou galvanicky oddělené, což znamená, že řídicí obvod by neměl rušit audio signál procházející fotorezistorem. Fotorezistor vlivem světla z emitoru (LED nebo podobně) změní svůj odpor a změní se hlasitost. Prvky optočlenu jsou galvanicky odděleny, což znamená, že lze ovládat dva nebo více kanálů audio signálu (obr. 8).

Obr.8. Řízení dvou kanálů pomocí odporových optočlenů

Rezistory R4-R12 se volí jednotlivě.

Zařízení lze napájet z USB 5V. S nárůstem napětí by se měl zvýšit odpor omezovacího rezistoru R17, aby sedmisegmentový indikátor HG1 neselhal, a také by se měl zvýšit odpor R1 pro ochranu přijímače TSOP. Nedoporučuji ale překračovat napájecí napětí nad 7 Voltů.

Tento článek obsahuje video, které nastiňuje princip fungování, ukazuje design sestavený na desce a testuje toto zařízení.

Seznam radioprvků

Vynikající řešení pro úpravu basového zesilovače!

Jsou dostupné

Levnější jako komplet

Zařízení je určeno k nastavení hlasitosti nebo jiných parametrů audio systému. Jedná se o 2-kanálový digitální proměnný rezistor 10 kOhm (AD8403, 255 kroků nastavení), laditelný pomocí otočného kodéru nebo IR dálkového ovladače. IR dálkové ovládání není součástí dodávky.

Specifikace

dodatečné informace

Volba nastavitelného parametru se provádí stisknutím nebo otáčením tlačítka valcodéru, IR dálkového ovladače, stav se zobrazuje na LED diodách LED1...LED20

Celková hlasitost se nastavuje pomocí tlačítek na dálkovém ovladači VOL >,

Vyvážení vlevo - vpravo se nastavuje pomocí tlačítek na dálkovém ovladači |, | nebo kodéru a střídavě se rozsvěcují LED diody LED17, LED18 a LED19, LED20.

Vyvážení dopředu a dozadu se nastavuje pomocí tlačítek dálkového ovládání TU-, TU+ nebo kodéru, přičemž střídavě svítí LED diody LED17, LED20 a LED18, LED19.

Po 30 přejde zařízení do režimu ovládání hlasitosti.

Když stisknete tlačítko MUTE na dálkovém ovladači, hlasitost kanálů se postupně sníží, zatímco LED diody LED17...LED20 začnou blikat. Dalším stisknutím tlačítka MUTE nebo jakéhokoli jiného tlačítka se hlasitost vrátí do původního stavu.

Další nastavení se provádějí zkratováním odpovídajících kolíků konektoru JD1 (první kolík je čtvercový):

1-3 – resetovat všechna nastavení (výchozí hodnoty)

3-6 – režim potlačení tlačítka na dálkovém ovladači (čekejte na postupné stlačování hlasitosti dolů a nahoru, vyvážení doleva a doprava, vyvážení tam a zpět, MUTE)

1-4 / 1-5 – sníží citlivost kodéru a dálkového ovládání

4-6 / 5-6 – zvýšení citlivosti kodéru a dálkového ovládání

Všechny nastavené parametry jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti zařízení.

články

Systém

Náčrt připojení

Obsah dodávky

• Sestava elektronického rezistoru - 1 ks. PC.
• Návod - 1 ks. PC.

Otázky a odpovědi

• Ahoj! Je možné objednat MP1231 Audio regulátor 2 kanály poštou?
  • Dobré odpoledne, Andrey Petroviči! S ruskou poštou začneme spolupracovat pravděpodobně v březnu. Mezitím využíváme doručování službou SPSR.
• kde mohu získat firmware?
  • Bohužel firmware není distribuován.
• Je součástí balení dálkový ovladač?